專利名稱：一種基于超低溫冷卻法生產具納米級凹槽化纖長絲的制備工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種具有特殊結構的化纖長絲的制備方法，具體涉及利用溶脹-超低溫冷卻-牽伸方法生產具有納米級凹槽的聚乙烯醇(PVA)長絲的方法。
背景技術：
防水透濕技術是目前廣泛應用于紡織服裝領域內的一種技術，用該技術生產的服裝面料 使得水滴(或液滴)不能滲入織物，而身體散發的汗氣能夠通過織物擴散傳遞到外界，不致 在衣服和皮膚間積累或冷凝，集美觀舒適于一身。用這種織物作成的服裝，不僅能夠滿足嚴 寒風雪、大風等惡劣天氣環境中的穿著需要，也適用于人們日常生活對羽衣運動衣的要求，
具有較為廣闊的發展前景。目前比較成熟的防水透濕織物的形成原理如下利用水滴與水蒸 汽分子之間直徑的差異，設計織物表面的孔隙大小，使得水滴不能通過孔隙而水分子可以穿 過織物表面，以此來實現防水透濕功能。 一般來說，水滴的直徑約20微米左右，水蒸汽分子
的直徑約為0.4納米，設定空隙的大小為納米級(4納米)，即可滿足防水透濕功能。目前大 多采用圖層的方法，在織物表面實現此功能，本專利擬從纖維加工層面對該技術進行改善， 生產具有納米級凹槽的纖維，為該類產品的發展提供新思路。
聚乙烯醇(PVA)纖維是一種很有價值的功能性差別化纖維，具有優良的性能，強度較高， 耐磨性好(僅次于錦綸)，耐酸堿性能與耐干熱性能好，可以調整其水溶溫度(0 10(TC)， 能在較短的時間內生物降解，可以溶于水，溶于水后成為無毒、無味、五色的透明狀溶液。 本發明提出使用高溫溶解PVA纖維，生產具有納米級凹槽的化纖長絲。
本發明通過機械牽伸的方法使得化纖長絲表面產生納米級凹槽。由于凹槽較小，牽伸比 很小，因此在常溫下不能對長絲進行牽伸，需要在超低溫下進行。在低溫下，長絲會產生收 縮現象，因此先要進行纖維的溶脹過程，在其中加入水份，抵消長絲本身的收縮程度，保證 長絲的整體形態。
發明內容
本發明的目的是提供一種具備防水透濕性能的聚乙烯醇(PVA)化纖長絲的制備方法，利 用牽伸作用在PVA纖維表面產生納米級凹槽，經過溶脹作用、超低溫冷卻、羅拉牽伸獲得該
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具體步驟為(1) PVA長絲溶脹。該過程需要將水分子浸入至長絲內部，在溶脹過程中，保證浴 比大于20: 1，浸水時間長短與水溫相關，水溫越低，則需要浸水時間越長。 控制水溫不可到達PVA的水溶解溫度。
(2) 超低溫冷卻。將溶脹之后的PVA長絲放入液態氮氣中(〈-19(TC)，冷卻一段時 間，使長絲變硬。
(3) 羅拉牽伸。在低溫下，使化纖長絲產生納米級凹槽，經過牽伸過程需要控制牽 伸的張力以及伸長，最終可以獲得具有納米級凹槽的PVA長絲。
本發明利用PVA長絲，經過溶脹、低溫冷卻、羅拉牽伸過程生產具有納米級凹槽的長絲， 對于生產防水透濕產品提出了全新思路。
圖l具有納米級凹槽的PVA長絲纖維制備工藝流程。
圖2具有納米級凹槽的PVA長絲纖維的結構圖
圖3具有納米級凹槽的PVA長絲纖維(掃描電子顯微鏡)
具體實施例方式
實施例1
將600 ml的去離子水升溫至25°C，與2 g PVA (規格10 D)長絲混合，浸泡30分鐘。 將長絲取出放入液態氮中(<-190°C)，超低溫冷卻10分鐘后，根據此時長絲的初始模量采用 定張力羅拉牽伸，獲得具有納米級凹槽的PVA長絲。 實例2
將600 ml的去離子水，低溫下(5°C)與2 g PVA (規格10 D)長絲混合，浸泡60分 鐘。長絲取出放入液態氮中(<-190°C)，超低溫冷卻10分鐘后，根據凹槽的長度采用定伸長 羅拉牽伸，獲得具有納米級凹槽的PVA長絲。
權利要求
1、一種具有納米級凹槽的化纖長絲制備工藝，其特征是通過溶脹-超低溫冷卻-羅拉牽伸的方法生產具有納米級凹槽的PVA化纖長絲。
2、 如權利1所述一種具有納米級凹槽的化纖長絲制備工藝，其特征在于利用溶脹作用 機理，在PVA長絲內部浸入水份，使得在其經過液氮超低溫冷卻時不會引起長絲的 收縮變形。
3、 如權利1所述一種具有納米級凹槽的化纖長絲制備工藝，其特征在于在超低溫下對 長絲進行羅拉牽伸，使其產生納米級凹槽。
全文摘要
一種具有納米級凹槽的化纖長絲制備方法，利用溶脹-超低溫冷卻-羅拉牽伸法制備具有納米級凹槽的PVA化纖長絲。本發明借助溶脹作用使水分子進入到PVA長絲內部，保證長絲在經過液氮超低溫冷卻過程中的形態，通過羅拉牽伸作用在長絲的表面產生納米級凹槽。發明制備出的具有納米級凹槽的PVA長絲，形態穩定，可加工性強，可以用于防水透濕服裝材料的加工。
文檔編號D02J11/00GK101173398SQ20071019044
公開日2008年5月7日 申請日期2007年11月24日 優先權日2007年11月24日
發明者劉基宏, 盧雨正, 孫廣旭, 江紅霞, 王宗嶺 申請人:江南大學